腐殖酸对高铁酸钾预氧化除藻效果的影响
高铁酸钾相关资料总结
关于高铁酸钾资料查询高铁酸钾是六价铁化合物，具有很强的氧化能力、优良的絮凝能力和高效的杀菌功效，无二次污染，是一种高效的绿色水处理剂，具有良好的发展前景。
但高铁酸钾的制备工艺复杂、稳定性差、成本较高，仍没有实现大规模的工业生产。
经前人研究提出了在次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾的过程中分步加入稳定剂的思路，研究了次氯酸盐制备过程中通氯时间、碱浓度、通氯量、反应温度等影响因素，在最佳工艺条件下，得到有效氯含量在15%左右，同时以熔融态硝酸铁为铁源，考察了铁源加入比、反应温度、反应时间、添加剂等因素对制备高铁酸钾的影响，确定了高铁酸钾最佳合成工艺条件。
高铁酸钾制备工艺流程如下：铁源及加入比：考察了硝酸铁，氯化高铁，硫酸铁，聚合硫酸铁作为铁源的影响。
实验现象:氯化高铁渣多，成泥状，对过滤造成了严重的影响而且产率较硝酸铁低;聚合硫化铁产率特别低，不宜采用;硫酸铁离心分离没有高铁酸钾固体析出。
考虑硝酸铁铁源加入比例对高铁产率的影响，随着铁源加入比例的增加高铁酸钾的产率先增加后减少，最佳的铁源投加比例是60%(Fe(N03)3与KC10完全反应量的60%)。
反应时间的影响：反应开始，随着反应时间的增加，高铁酸钾的产率明显上升，当反应时间增加到45min时产率达到最高值，进一步延长反应时间，高铁酸钾产率反而下降。
这是因为反应时间太短，反应不充分，产率不高，随着反应时间的增加，对于提高产率有帮助，但反应时间进一步延长，在制备过程中会影响效率，而且新生成的氢氧化铁会加快高铁酸钾的分解，从而导致产率降低，因此控制反应时间的长短对高铁酸钾的产率影响很大。
反应温度的影响：随着反应温度从10℃上升到30'C ，高铁酸钾产率随着温度的升高而增加，并在30℃左右产率达到最高值;此后随着温度的继续上升，高铁酸钾，产率反而下降。
反应温度高，虽然反应的速度加快，但是温度太高同时会导致KClO分解，降低KCIO浓度和氧化能力，导致对Fe3+的氧化不够充分，氧化不完全的Fe3+对于高铁酸钾的分解具有加速催化作用。
不同预氧化剂对提高除藻效果的比较研究
不同预氧化剂对提高除藻效果的比较研究2000-10-17 8:29:55尤作亮张金松梁明葛旭（深圳市自来水（集团）有限公司水技术研究所深圳518031 ）摘要：水源水质的富营养化和藻类的大量增殖是影响和限制我国供水水质的重要因素。
预氧化可以较大程度地提高藻类的去除效果。
本文对水处理中常用的液氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高镭酸钾等儿种氧化剂进行了预氧化除藻试验研究。
发现儿种氧化剂都有较好的预氧化除藻作用，但稳定性二氧化氯对正常的混凝沉淀有干扰作用，高镭酸钾在其最佳预氧化除藻投加量时会增加处理出水的色度，臭氧预氧化除藻效果最好，但臭氧可能破坏藻类细胞，使细胞质外泄，对浊度的去除效果也稍差；纯二氧化氯和过氧化氢对藻类和浊度的去除效果都比较好，是理论上比较好的预氧化剂。
预氧化剂对去除藻类与去除浊度的最佳投加量一般并不相同，对藻类去除需要的投加量略大一些。
在八十年代，深圳市自来水水源水质较好，只要采用混凝一直接过滤一消毒工艺或混凝沉淀一过滤一消毒工艺就可以使出厂水质达到国家标准的要求。
随着水源水质污染的加剧，水库出现严重的富营养化现象，藻类的数量大幅度增加，年平均值高达数千万个每升。
大量藻类的存在，给净水厂生产带来了严重的影响，使滤池堵塞、过滤周期缩短，反冲洗水耗加大；藻类产生的恶臭味影响水的感官指标；藻类及藻源有机物为消毒副产物的前提物, 增加了水的消毒副产物风险；藻类产生的毒素还会直接危害人民身体健康。
研究净水除藻技术，已成为提高饮用水水质的一个重要而迫切的方面。
有研究证明，在混凝之前先对原水进行预氧化可以杀灭部分藻类和细菌、氧化部分有机物, 减少藻类和有机物对后续混凝沉淀的干扰，有助于提高浊度、有机物和藻类的去除效果。
因而，国内外都开展了采用预氧化工艺提高藻类去除率的研究。
在总结和借鉴现有研究经验的基础上，我们对儿种氧化剂的预氧化效果及其工艺条件进行了初步的研究。
1研究内容与方法选用水处理中常用的液氯、二氧化氯、臭氧、H2O2、高猛酸钾等儿种氧化剂进行预氧化除藻试验研究。
高铁酸钾氧化性在水净化中的应用
高铁酸钾氧化性在水净化中的应用【摘要】论述了高铁酸钾本身具有的强氧化性在水处理中的应用前景及反应原理。
研究表明，高铁酸钾能够有效地净化水中微生物、无机以及有机污染物，且污染物的净化效果与高铁酸钾投加当量、溶液pH、反应时间等有关。
【关键词】高铁酸钾；氧化性；应用水；净化随着研究的深入，高铁酸钾的强氧化性在水处理领域得到广泛的重视。
FeO4（Fe （VI））以五价的高酸铁根的形式存在于水溶液中，五价高酸铁的氧化性极强。
在酸性条件下氧化电位表现为+2.20 V，而碱性条件下还原电位+0.72 V。
尤其是在酸性条件下，高铁酸钾的氧化能力很高，同目前水处理过程中使用的消毒剂相比其氧化能力强10倍以上，它能迅速杀灭水中的各种细菌和病毒，而且氧化过程中不生成三氯甲烷、氯酚等危害人体健康的水处理副产物，还原产物Fe3+或Fe（OH）3是无害的无机絮凝剂。
高铁酸钾的强氧化性时期成为氧化、吸附、助凝、絮凝、除臭、杀菌一体的有效净化水的高效多功处理剂，处理后的水无菌、无色、无嗅、无味。
研究表明，为了充分利用高铁酸钾的氧化性在水处理中的作用效果，需要研究高铁酸钾对水处理杂质的类型及作用机理，这对于更好的将高铁酸钾应用于水处理有重要的意义。
1.杀菌作用高铁酸钾在进入水体后，其氧化性会可破坏细菌细胞壁、细胞膜及细胞结构中的一些酶等物质，进而抑制或阻碍了蛋白质和核酸的合成，从而抑制了菌体的生长和繁殖，实现了杀死菌体的效果。
研究表明，采用低浓度的高铁酸钾即能取得良好的杀菌效果，特别是对大肠杆菌、f2 病毒等的灭菌效果非常明显。
质量浓度为10-30mg·L-1高铁酸钾溶液通过5 min 反应对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀死率为100%，同时对真菌的杀灭率也在99.7%以上。
与其它消毒剂相比，少量的高铁酸钾即能实现较高的杀菌效率。
对比高铁酸钾和联用硫酸铁（FS）与Cl2的两种消毒法对比杀灭大肠杆菌的效果。
反应时间设定为30 min，投量为 4 mg·L-1的FS 和投量为10 mg·L-1的Cl2可将大肠杆菌完全杀灭，而仅需 6 mg·L-1的高铁酸钾投量就可以实现100%的杀菌率。
高铁酸盐预氧化除藻工艺对含藻水中溶解性有机物的影响
高铁酸盐预氧化除藻工艺对含藻水中溶解性有机物的影响刘伟;蔡国庆;李永民;纪峰;马军【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2002(034)002【摘要】针对水中有机物浓度和种类的变化影响藻类的混凝去除的问题,利用色质联机和紫外分光光度检测等手段,研究了高铁酸盐预氧化除藻工艺对水中溶解性有机物的影响规律. 结果表明,虽然高铁酸盐氧化后含藻水中溶解性有机物数量及浓度增加,但能够被后续混凝、沉淀过程去除,剩余溶解性有机物浓度低于单纯硫酸铝混凝. 这些增加的有机物是由于藻类细胞在高铁酸盐氧化刺激下释放出胞内物质所致,它们在混凝过程中能够起到助凝剂的作用,提高了混凝过程中的综合除藻效率. 高铁酸盐预氧化不仅提高了藻类去除效率,而且能够很好地去除水中溶解性有机物.【总页数】5页(P220-224)【作者】刘伟;蔡国庆;李永民;纪峰;马军【作者单位】哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TU991.2【相关文献】1.高铁酸盐在线制备及其预氧化强化絮凝除藻的中试研究 [J], 费霞丽2.新型除藻剂对滇池含藻水体的除藻效果研究 [J], 孙学习;孙珮石;许晓毅;王洁;毕晓伊;李发荣3.高铁酸盐预氧化、絮凝除藻的实验研究 [J], 梁好;韦朝海;盛选军;易路景;梁运莲4.高铁酸盐预氧化对颤藻去除效果及机理的研究 [J], 苑宝玲;曲久辉;张金松;葛旭;梁明;田宝珍;李大鹏5.高铁酸盐复合药剂预氧化除藻效能研究 [J], 马军;石颖;刘伟;李圭白因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
腐殖酸对高铁酸钾预氧化除藻效果的影响_马军
腐殖酸对高铁酸钾预氧化除藻效果的影响马 军, 刘 伟, 盛 力, 李圭白(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090) 摘 要: 利用人工培养的绿藻进行了高铁酸钾预氧化除藻的静态试验,并与单纯硫酸铝混凝除藻效果进行了对比。
结果表明,腐殖酸的存在使单纯硫酸铝除藻效率降低,高铁酸钾预氧化可以大幅度降低腐殖酸对混凝除藻的影响,这也是高铁酸钾具有良好除藻作用的主要原因之一。
为达到同样的除藻效果,预投高铁酸钾可以节省混凝剂用量。
另外,适当地降低p H 值、延长预氧化时间将大大提高高铁酸钾预氧化除藻效率。
关键词: 除藻; 预氧化; 腐殖酸; p H ; 高铁酸钾; 混凝中图分类号:TU991.25 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2000)09-0005-04E ffect of H umic Acid on Algae R emoval by Pre -Oxidation withPotassium Ferrate (Ⅵ)MA J un , L IU Wei , SHEN G Li , L I Gui 2bai(School of M unic.and Envi ron.Eng.,Harbi n Instit ute of Tech.,Harbi n 150090,Chi na ) Abstract : Jar test of pre 2oxidation with potassium ferrate (Ⅵ)upon algae removal were con 2ducted using laboratory cultured green 2algae.A comparison of the effectiveness of algae removal was al 2so made between pre 2oxidation with potassium ferrate (Ⅵ)and coagulation 2sedimentation with alu 2minum sulphate alone.Results showed that humic acid in the water caused the reduction of algae re 2moval efficiency coagulated with aluminum sulphate alone.Pre 2oxidation with potassium ferrate (Ⅵ)could reduce significantly the influence of humic acid on algae removal by coagulation ,which was one ofprimary reason for the excellent effectiveness on algae removal by potassium ferrate (Ⅵ).To achieve certain algae removal ,pretreatment with potassium ferrate (Ⅵ)could reduce the dosage of aluminum sulphate.In addition ,under the condition of low p H value and a prolong pre 2oxidation time ,algae re 2moval efficiency of pre 2oxidation with potassium ferrate (Ⅵ)was further enhanced. K eyw ords : algae removal ; pre 2oxidation ; humic acid ; p H ; potassium ferrate (Ⅵ); co 2agulation 基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(59825106)1 试验方法为消除天然水体中复杂因素的影响,采用人工培养的含藻水进行试验。
腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物的影响及机理探讨
硕士学位论文腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物的影响及机理探讨INFLUENCE OF HUMIC ACID ON THE OXIDATION OF PHENOLS BYPERMANGANATE何頔哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU991.2国际图书分类号：628.162工学硕士学位论文腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物的影响及机理探讨硕士研究生：何頔导师：马军教授关小红副教授申请学位：工学硕士学科、专业：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TU991.2U.D.C.: 628.162Dissertation for the Master Degree in EngineeringINFLUENCE OF HUMIC ACIDS ON THE OXIDATION OF PHENOLS BYPERMANGANATECandidate：He DiSupervisor：Prof. Ma JunDr. Guan Xiaohong Academic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Municipal Engineering Affiliation：School of Muni.&Env. Eng. Date of Defence：June, 2010Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要为了更真实地反应高锰酸钾在饮用水处理中与微污染物的作用规律，本论文研究了腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物过程的影响并对机理进行了探讨。
腐殖酸(1.0mg L-1)在pH 4-8之间可显著提高高锰酸钾氧化苯酚的速率，而当pH为9或10时，腐殖酸的存在对高锰酸钾氧化苯酚过程略有抑制。
氧化及其联用技术去除水中腐殖酸研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2021年第40卷第12期氧化及其联用技术去除水中腐殖酸研究进展唐安中1，徐琪珂2（1中国石化九江石化公司，江西九江332004；2华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013）摘要：水体中的腐殖酸类天然有机物是影响水质重要因素之一，仅靠常规工艺难以去除水中腐殖质。
氧化及其联用技术因效率高、能耗低、适用范围广，逐步成为去除此类污染物的预处理技术，臭氧、高锰酸钾等氧化剂具有较强氧化性的特点，已取代传统氧化剂-氯气，能有效将水中天然有机物（natural organic matter ，NOM ）分解为无毒小分子物质，且降低了饮用水水质致突变风险，其中，臭氧在安全性和副作用方面更具优势，但单一氧化技术存在不同程度的局限性。
针对国内外不同水体状况，本文详细比较了氧化-混凝等联用技术去除水中腐殖酸的氧化机理、协同作用、去除效果和应用状况，探讨了不同的氧化及其联用技术去除水中NOM 的研究进展情况，分析表明氧化技术组合工艺已成为去除水中腐殖酸的主流工艺，并指出预氧化-膜联用技术因其良好的协同性而具有广泛的应用前景。
关键词：氧化技术；腐殖酸；饮用水；联用工艺中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1000-6613（2021）12-6889-08Research progress on the removal of humic acids from water byoxidation and its derived hybrid processesTANG Anzhong 1，XU Qike 2(1Sinopec Jiujiang PetroChemical Company ，Jiujiang 332004,Jiangxi,China;2School of Civil Engineering andArchitecture ，East China Jiaotong University,Nanchang 330013,Jiangxi,China)Abstract:Humic acid natural organic matter in water is an important factor affecting water quality,and it is difficult to remove humic substances from water by conventional process.Due to its high efficiency,low energy consumption and wide application range,oxidation and its combined technologies have gradually become pretreatment technologies for removing such pollutants.Ozone,potassium permanganate and other oxidants with strong oxidizing characteristics have replaced the traditional oxidant -chlorine,which can effectively decompose NOM into non-toxic small molecules,reduce the risk of mutagenesis of drinking water quality.Among oxidation technologies,ozone is advantageous in terms of safety and side effects,but the single oxidation technology has different degrees of limitations.According to different water conditions at home and abroad,the oxidation mechanism,synergistic effect,removal effect and application status of oxidation technology-coagulation process and other combined technologies to remove humic acid in water were compared in detail,and the research progress of different oxidation and itscombined technologies to remove NOM in water was discussed.The analyses showed that oxidationtechnology combined processes have become the mainstream process to remove humic acid in water,and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2588收稿日期：2020-12-31；修改稿日期：2021-03-28。
pH和腐殖酸对高铁酸盐去除水中铅、镉的影响
pH和腐殖酸对高铁酸盐去除水中铅、镉的影响
梁咏梅;刘伟;马军
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2003(035)005
【摘要】利用静态试验研究了pH和腐殖酸对高铁酸盐预处理去除铅、镉的影响.结果表明:高铁酸盐预处理对水中微量铅、镉有良好的去除效果,1 mg/L高铁酸盐可使铅、镉的去除率比单纯硫酸铝混凝的铅、镉去除率提高20%左右.中性和碱性条件下铅、镉的去除率均高于酸性条件,铅的去除率高于镉.水中腐殖酸浓度升高使铅的去除率降低,对镉的去除率影响不大,高铁酸盐能够部分消除腐殖酸的影响,提高铅的去除率.
【总页数】4页(P545-548)
【作者】梁咏梅;刘伟;马军
【作者单位】哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.2
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腐殖酸与EDTA对高铁酸钾降解水中孔雀石绿影响的研究
腐殖酸与EDTA对高铁酸钾降解水中孔雀石绿影响的研究摘要:在高铁酸钾与孔雀石绿的质量比为10∶1,pH值为7.0的条件下,考察腐殖酸与EDTA对高铁酸钾降解水体中孔雀石绿的影响｡结果表明,加入少量的腐殖酸和EDTA溶液,孔雀石绿溶液的吸光度降低,有利于高铁酸钾对孔雀石绿的降解;EDTA的加入量过多时,反而抑制高铁酸钾对孔雀石绿的降解;加入2.0 mL腐殖酸和4.0 mL EDTA溶液降解2 h效果较好｡关键词:孔雀石绿;高铁酸钾;腐殖酸;EDTA;降解Study on the Effect of Humic Acid and EDTA on the Degradation of Malachite Green in Aqueous Solution by Potassium FerrateAbstract: In the condition of the mass ratio of potassium ferrate to malachite green at 10∶1 and pH 7.0, the effects of humic acid and EDTA on the degradation of malachite green by potassium ferrate was studied. The results showed that the absorbance of malachite green solution decreased when adding a small amount of humic acid and EDTA solution. Thus, humic acid and EDTA were benefit to the degradation of malachite green by potassium ferrate. However, when added excessive EDTA, it inhibited the degradation of malachite green. In summary, effective degradation could be obtained when the amount of humic acid and EDTA was 2.0 mL and 4.0 mL respectively; and degradation time was 2 hours.Key words: malachite green; potassium ferrate; humic acid; EDTA; degradation孔雀石绿曾被广泛用于预防和治疗各类水产动物的水霉病､鳃霉病和小瓜虫病等疾病,同时也常用于水产品的运输､暂养､保鲜及防腐等[1-3]｡孔雀石绿进入人或动物机体后,通过生物转化,还原代谢为脂溶性的无色孔雀石绿(又称隐性孔雀石绿),具有高毒素､高残留和“三致”作用,严重地威胁着人类的身体健康｡孔雀石绿的残留富集在水体底泥中形成不可逆转的危害,不仅污染水体环境,还影响了我国水产品的出口｡美国､加拿大､日本､欧盟等已将孔雀石绿列为水产养殖禁用药物,我国也于2002年5月将其列入《食品动物禁用的兽药及其它化合物清单》中｡但因其操作方便,价格低廉,效果显著,且代替品不多,宣传力度不够,目前仍有少数养殖户在防治鱼类真菌感染时使用孔雀石绿,也有运输商及一些酒店用其消毒,以延长鱼类的存活时间｡高铁酸钾是20世纪70年代以来开发的新型､高效､绿色的强氧化剂,能快速杀灭水中的细菌和病毒,去除水中的部分有机污染物和重金属离子并能脱色除臭,尤其对难降解有机物有特效｡高铁酸钾具有絮凝､吸附､共沉淀等多种协同功能,使用后不会对水质产生二次污染,是一种优良的水质净化剂[4-7]｡腐殖酸是自然环境中广泛存在的一类高分子物质,是动植物残体通过复杂的生物､化学作用形成的组成､结构､分子大小都不均一的多种有机弱酸混合物｡腐殖酸具有多种活性官能团,能与许多有机物和无机物发生相互作用,并有较大的表面积,是一种环保型的吸附剂[8]｡武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室之前利用高铁酸钾的强氧化性对孔雀石绿进行过初步降解处理[9],在此基础上,本研究考察腐殖酸和EDTA对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响｡1材料与方法1.1实验试剂孔雀石绿､无水乙醇､H2SO4､NaOH为分析纯;腐殖酸､EDTA､高铁酸钾为化学纯｡1.2主要设备YP2001N型电子天平(上海精密科学仪器有限公司),PHS-25型精密pH计(上海伟业仪器厂),85-2型恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器厂),800型台式离心机(郑州杜甫仪器厂),722型紫外-可见分光光度计(宁波科生仪器厂)｡1.3实验方法实验前用去离子水配制7.922 g/L的孔雀石绿标准溶液,1.000 g/L的腐殖酸溶液和16.000 g/L的EDTA溶液｡预实验:量取4.0 mL孔雀石绿标准溶液于100 mL烧杯中,加入0.317 g高铁酸钾粉末(即高铁酸钾与孔雀石绿的质量比为10∶1),用去离子水稀释至80 mL,磁力搅拌,用稀H2SO4或NaOH调节溶液pH值至7.0｡每隔30 min取反应液离心(1 000 r/min)分离10 min,用紫外-可见分光光度计在620 nm下测其吸光度｡如此反复测6次后,溶液放置24 h,再离心测其吸光度｡实验时恒定高铁酸钾与孔雀石绿的质量比为10∶1(高铁酸钾是足量的),每组取4.0 mL孔雀石绿标准溶液和0.317 g高铁酸钾粉末配制成混合溶液｡考察腐殖酸对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响时,每组混合溶液中分别加入0.5､1.0､1.5､2.0､2.5､3.0 mL腐殖酸溶液,共6组实验;考察EDTA对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响时,每组混合溶液中分别加入1.0､2.0､3.0､4.0､5.0､6.0 mL EDTA溶液,共6组实验;考察腐殖酸和EDTA两者共同存在对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响时,腐殖酸与EDTA溶液的体积比为1∶2,每组混合溶液中分别加入1.0 mL腐殖酸和2.0 mL EDTA溶液与2.0 mL腐殖酸和4.0 mL EDTA溶液,共2组实验｡将每组实验溶液调节pH值至7.0,按预实验方法测定溶液的吸光度｡2结果与分析2.1 高铁酸钾对孔雀石绿的降解由图1可知,随着高铁酸钾氧化时间的增加,孔雀石绿溶液的吸光度逐渐降低,氧化0.5 h时吸光度为2.283,1.0 h时的吸光度为1.707,1.5 h时的吸光度为1.318｡氧化24 h时吸光度减少至0.077,与氧化0.5 h时相比,降低了96.6%｡这表明具有强氧化性的高铁酸钾能够有效降解水中的孔雀石绿｡2.2腐殖酸对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响由图2可知,一定范围内腐殖酸有利于高铁酸钾对孔雀石绿的降解｡腐殖酸的加入量为0､0.5､1.0､1.5 mL,其他条件相同,氧化0.5 h时,孔雀石绿溶液的吸光度分别为 2.283､2.004､1.941､1.925,与仅加入高铁酸钾时相比,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低了12.2%､15.0%､15.7%;氧化1.0 h时,与仅加入高铁酸钾时相比,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低了3.8%､7.3%､25.2%;当氧化1.5 h时,与仅加入高铁酸钾时相比,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低了16.3%､43.7%､59.7%｡当腐殖酸的加入量超过2.0 mL后,继续增大腐殖酸的用量,已基本不能增加高铁酸钾降解孔雀石绿的效果,腐殖酸的加入量为2.0､2.5､3.0 mL时,孔雀石绿溶液的吸光度随高铁酸钾氧化时间的变化曲线几乎重合｡而且无论添加腐殖酸与否,降解24 h后孔雀石绿溶液的吸光度是一致的｡因此,腐殖酸的适宜加入量为2.0 mL｡2.3EDTA对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响由图3可知,当EDTA的加入量不大于4.0 mL时,EDTA促进高铁酸钾对孔雀石绿的降解,孔雀石绿溶液的吸光度随高铁酸钾氧化时间的延长和EDTA加入量的增大而降低｡加入1.0 mL EDTA溶液降解0.5､1.0､1.5 h,与仅加入高铁酸钾时相比,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低了21.3%､32.0%､38.0%;而加入2.0 mL EDTA溶液时,与仅加入高铁酸钾时相比,其吸光度分别降低了22.0%､39.8%､59.2%｡EDTA 加入后Fe3+与EDTA形成了有机络合物,增加了Fe3+在中性水溶液中的溶解量,降低了铁的氧化还原电位,提高了铁离子的反应活性,从而促进了氧化反应的进行[10]｡但是EDTA的加入量从1.0 mL增加至4.0 mL,对高铁酸钾降解孔雀石绿的增强作用并不太显著｡当EDTA的加入量大于4.0 mL时,孔雀石绿溶液的吸光度反而增加了,表明此时EDTA抑制了高铁酸钾对孔雀石绿的降解,可能是由于EDTA 的加入量过大时,加速了Fe3+与EDTA的络合,使高铁酸钾大量分解,从而降低了高铁酸钾对孔雀石绿的降解作用｡降解24 h后,加入5.0 mL EDTA的孔雀石绿溶液的吸光度为0.270,加入6.0 mL的吸光度为0.134,均比仅加高铁酸钾时的吸光度(0.077)高｡因此,EDTA的加入量不宜超过4.0 mL｡2.4EDTA与腐殖酸共同对高铁酸钾降解水中孔雀石绿的影响由图4可知,腐殖酸与EDTA能够共同促进高铁酸钾对孔雀石绿的降解,孔雀石绿溶液的吸光度随着氧化时间的延长和腐殖酸与EDTA加入量的增加而降低｡当腐殖酸(1.0 mL)与EDTA(2.0 mL)的加入量为3.0 mL时,氧化0.5､1.0､1.5 h,与仅加入高铁酸钾时相比,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低20.8%､11.4%､34.8%;当腐殖酸(2.0 mL)与EDTA(4.0 mL)的加入量为6.0 mL时,氧化0.5､1.0､1.5 h,孔雀石绿溶液的吸光度分别降低24.9%､39.5%､69.3%｡降解24 h后,孔雀石绿溶液的吸光度与仅加高铁酸钾时是一致的｡3小结1)高铁酸钾集氧化､絮凝功能于一体,能够有效降解水体中的孔雀石绿,处理过程中不会产生二次污染｡2)腐殖酸能够促进高铁酸钾对孔雀石绿的降解,随着腐殖酸加入量的增大和高铁酸钾氧化时间的延长,孔雀石绿溶液吸光度的降低幅度减少｡在本实验条件下腐殖酸的适宜加入量是2.0 mL｡3)当EDTA的加入量不大于4.0 mL时,EDTA促进高铁酸钾对孔雀石绿的降解,孔雀石绿溶液的吸光度随高铁酸钾氧化时间的延长和EDTA加入量的增大而降低｡4)腐殖酸与EDTA能共同促进高铁酸钾对孔雀石绿的降解,孔雀石绿溶液的吸光度随着氧化时间的延长和腐殖酸与EDTA加入量的增加而降低｡综合考虑降解效果和经济成本,腐殖酸的降解效果要优于EDTA,在本实验条件下,以添加2.0 mL腐殖酸和4.0 mL EDTA溶液降解2 h效果较好｡参考文献:[1] ALDERMAN D J. Malachitegreen: a review[J]. Journal of Fish Diseases,1985,8(3):289-298.[2] 王声瑜. 怎样有效选用含氯消毒剂和孔雀石绿[J]. 北京水产, 1999(3):16.[3] 卢迈新,黄樟翰, 肖学铮, 等. 美洲鳗对几种药物的敏感性研究[J]. 淡水渔业,2000,30(5):28-29.[4] DELUCA S J, CHAO A C, SMALLWOOD C JR. Ames test ferrate treated water[J]. Journal of Environmental Engineering,1983,109(5):1159-1167.[5] SHARMA V K. Potassium ferrate (VI): an environmentally friendly oxidant[J]. Advances in Environmental Research,2002(6):143-156.[6] JIANG J Q, PANAGOULOPOULOS A, BAUER M, et al. The application of potassium ferrate for sewage treatment[J]. Journal of Environmental Management,2006, 79(2):215-220.[7] 冉亮,周俊,郝祥忠,等. 高铁酸钾的研究现状[J]. 安徽化工,2007,33(1):20-23.[8] 牛育华,李仲谨,郝明德,等. 腐殖酸的研究进展[J]. 安徽农业科学,2008,36(11):4638-4639,4651.[9] 金士威,聂晶,廖涛,等. 高铁酸钾降解水产养殖水体中孔雀石绿的研究[J]. 湖北农业科学,2011,50(5):991-993,997.[10] 李春娟,马军,余敏,等. EDTA催化Fe3+/H2O2降解水中孔雀石绿[J]. 环境科学,2008,29(5):1255-1260.。
pH和腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物动力学的影响
Candidate： Supervisor： Academic Degree Applied for： Speciality： Affiliation： Date of Defence：
Du Juanshan Prof. Guan Xiaohong Master of Engineering Municipal Engineering School of Muni. & Env. Eng. July, 2012
permanganatephenolskineticsphlfershumicacid11课题来源与课题背景111课题来源112课题背景12酚类化合物的危害及其去除方法121酚类化合物的危害及其结构特点122酚类化合物的去除技术研究13高锰酸钾氧化处理酚类化合物131高锰酸钾氧化的特点及其应用132ph对高锰酸钾氧化动力学的机理影响133高锰酸钾氧化动力学的模型理论134ph对高锰酸钾氧化速率影响的特殊性14水体中的腐殖酸141腐殖酸的来源142腐殖酸的组成与结构特点143腐殖酸对水处理过程的影响144腐殖酸对水环境化学氧化过程的影响15课题研究的目的意义及主要内容151课题研究的目的和意义152课题的主要内容1121目标有机物的选取1122实验试剂与仪器12221实验试剂12222实验仪器1423实验方法14231动力学实验设计14232量子化学计算1624分析方法16241ph与溶解性有机碳doc浓度的测定16242uvvis全扫描16243酚类浓度的测定31引言1832缓冲溶液对高锰酸钾氧化过程的影响1833ph对高锰酸钾氧化过程的影响19331动力学反应速率常数的测定19332ph对高锰酸钾氧化苯酚和五氯酚的影响19333ph对高锰酸钾氧化其余氯酚的影响21334ph对高锰酸钾氧化硝基酚和甲基酚的影响2534类抛物线型反应速率变化的动力学模型研究2635本章小结3241引言3242线性自由能关系lfers的建立32421hammett方程的建立32422氧原子自然电荷与反应速率常数间的lfers分析3643本章小结4051引言4052腐殖酸浓度的影响4053腐殖酸存在时ph对高锰酸钾氧化氯酚速率的影响41531反应速率常数的测定41532ph的影响4154腐殖酸对甲基酚和硝基酚降解速率的影响4655紫外可见光光谱uvvis扫描结果分析与讨论47551uvvis扫描高锰酸钾单独氧化腐殖酸过程48552uvvis扫描腐殖酸对高锰酸钾氧化苯酚过程的影响48553uvvis扫描腐殖酸对高锰酸钾氧化26dcp过程的影响50554uvvis扫描腐殖酸对高锰酸钾氧化pcp过程的影响的51555uvvis扫描结果分析5256本章小结54参考文献55攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果63哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明65哈尔滨工业大学工学硕士学位论文11课题来源与课题背景111课题来源本课题受到国家自然科
K2FeO4预氧化复合絮凝处理颤藻和腐殖酸混合水
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｘ ｄ ｗａ ｅ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ Ｏｓ ｉｌ ｔ ｒａ ａ ｄ ｈ ｍｉ ｃｄ ｗａ ｉｐ ｓ ｄ ｂ ｓｎ ｅ ｍｉ ｅ ｔ ｒｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｃ ｌａ ｏ ｉ ｎ ｕ ｃ ａ ｉ ｓｄ ｓ ｏ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ
酸 的混合 水 ， 并探讨 了对 处理 后 水 中残 留铝 含 量 及 其 形 态分 布 的 影 响 。结 果表 明 ： 加 投 ４ ０ｍｇ．Ｌ Ｋ Ｆ Ｏ 预 氧化 就 能使 混合 水 样 的 浊度 、 殖 酸 和 藻 类 的去 除 率 分 别 达到 ． ～ ｅ 腐 ９ ． ５ 、１ ６ 和 ９ ． ８ 明显优 于相 同条件 下单 纯的 Ｐ ４ ０ ９ ． ７ Ｏ ７ ％， ＡＣ 处理 效 果 ； 水样 的 ｐ 值 Ｈ
Ｋ２ ｅ 预 氧 化 复 合 絮 凝 处 理 Ｏ４ Ｆ 颤 藻 和 腐 殖 酸 混 合 水
赵 春禄 。 刘 琰
（ 岛 科 技 大 学 环境 与 安 全 工 程 学 院 ， 东 青 岛 ２ ６ ４ ） 青 Ｋ： ｅ 氧 化 复 合 高 岭 土 和 聚 合 氯 化 铝 （ Ａ 混 凝 处 理 了含 颤 藻 和 腐 殖 采 ＦＯ预 Ｐ Ｃ）
ｒｍｏ ａ ｒｔ ｏ ｕ ｂｄｔ ， ｅ ｖ ｌ ａｅ ｆ ｔ ｒｉｉ ＨＡ ａ ｄ ａｇ ｅ ｗｈ ｓ ｖ ｌｅ ｗａ ９ ． ５／， １ ６ ｙ ｎ ｌａ ， ｏ ｅ ａｕ ｓ ４ ０ ６ ９ ． ７ ９
ａｄ ｎ
９ ． ８ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ０ ７ ％ ｅ ｐ ｅｉｅｙ，ａ ｄ ｔ ｅｅ ｆｃ ｓｍｕ ｈ ｂ ｔｅ ｈ ｎ ＰＡＣ ｓｎ ｌ．Ｔｈ ｖ ｌｅ ｎ ｈ ｆｅ ｔｗａ ｃ ｅｔｒｔ ａ ｉｇ ｙ ｅｐ Ｈ ａｕ
对 Ｋ Ｆ Ｏ 预 氧化 有 显著 的影 响 ， ｐ ｅ 在 Ｈ一６ ５时 效果 最好 ； Ｆ Ｏ 预 氧化 影 响处 理后 水 Ｋ２ ｅ
高铁酸盐在微污染源水除砷中的应用效果及其影响因素研究
参考文献 １ 肖唐付， 洪冰， 杨中华， 等． 砷的水地球化学及其环境效应． 地质科技
情报， ２００１， ２０（１） ２ 赵素莲， 王玲芬， 梁京辉．饮用水中砷的危害及除砷措施． 现代预防医
学， ２００２， ２９（５） ３ 王宝辉． 绿色合成氧化剂高铁酸盐．化学通报．２００３（４） ４ 冀亚飞，丁毅，张雁秋．高铁酸钾的制备及在水处理中的应用． 现代化
图 ４ 腐殖酸浓度为 ３ｍｇ·Ｌ－１ 时高铁预氧化效果
从图 ４ 可见， 高铁预氧化－ 氯化铁法的除砷效果优于氯化 铁法。如果在相同的腐殖酸浓度条件下， 达到同样的除砷效 果， 采用高铁预氧化的方法可明显减少氯化铁的投加量。究其 原因可能是： ①高铁酸盐氧化破坏腐殖酸的酸性基团， 降低其 表面电荷密度， 并减少腐殖酸与砷的络合； ②高铁酸盐在还原 过程中形成带高正电荷的中间产物， 起到中和腐殖酸表面电 荷的作用。由于高铁部分中和了腐殖酸的表面负电荷， 提高了 混凝剂的利用率， 从而提高了砷的去除率。
由于其特殊的化学性质， 高铁酸盐在水处理过程中有很 高的应用价值， 是一种集消毒 、氧 化 、絮 凝 、吸 附 以 及 助 凝 为 一 体 的 、无 毒 副 作 用 的 高 效 多 功 能 水 处 理 化 学 药 剂 ［４］， 具 有 重 要 的研究开发和推广应用前景。 １．４ 研究意义
从国内外研究的各种除砷方法中可知， 处理含砷浓度较 低 的 水 ， 一 般 采 用 氧 化 絮 凝 沉 淀 法 ， 即 采 用 氧 化 剂（如 氯）进 行 预氧化， 然后加入铁盐混凝沉淀， 在这一处理过程中需控制好 氧化剂和絮凝剂的投加量、投 加 比 例 等 ， 这 无 疑 加 大 了 处 理 的 工作量及难度。高铁酸盐作为一种多功能水处理药剂， 可利用 它的氧化和絮凝双重功效， 取代氯－ 铁盐两种药剂的投加， 简 化处理工序； 它在氧化时不会产生二次污染， 也不会对人类及 环境造成明显损害， 更有利于水的清洁除砷。同时水体中天然 有机污染物（如腐殖酸）的存在会对常规 的 混 凝 、沉 淀 处 理 效 果 有着重要的影响。本文采用模拟天然含砷水， 研究腐殖酸等因 素对高铁酸盐氧化絮凝除砷的效果影响， 为此法的实际推广 应用奠定基础。
高乃云,楚文海-藻类预氧化及藻源型有机物生成消毒副产物控制-第九届城镇水务大会
0.5
二氧化氯氧化铜绿微囊藻前、后的扫描电镜照片
前
后
二氧化氯氧化前，藻细胞呈椭圆形，结构完整。当投加 二氧化氯氧化后，细胞外形有了很大变化，出现了一些 褶皱和凹陷，说明细胞已经破裂死亡，释放出胞内物质。
二氧化氯对藻毒素（MC-LR）的降解
当投加0.1 mg/L的二氧化 度没有明显的变化。当二 氧化氯投加量增加到0.3 mg/L时，可以看到藻毒素
藻类预氧化及藻源型有机物 生成消毒副产物控制
高乃云 教授 楚文海 副教授 同济大学
1
研究背景 不同氧化剂对铜绿微囊藻的灭活效果 藻源型有机物可生物降解性、消毒 副产物和膜污染潜能及其相互关系 不同分子量有机物在氯/氯胺化消毒 过程中生成C-DBPs和N-DBPs的研究 臭氧预氧化对AOM生成DBPs的影响
高铁酸钾对铜绿微囊藻细胞去除率和浑浊度的影响
100 6
Algae removal
80
Algae removal (%)
Turbidity
5
60
4 3
40
20
2 1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ferrate (VI) dosage (mg/L)
0
随着高铁酸钾浓度的增大，藻细胞的去除率增加，溶液浑
200 THM 160 120 HAA 4 3
TOC (mg/L)
5
DBP concentration (μg/L)
TOC
80
40
2
1
0
0 1 3 5 7
0 Ferrate (VI) dosage (mg/L)
高铁酸钾作为具有氧化和混凝双重作用的氧化剂，可以有效地 用来处理高藻水。
高锰酸钾预氧化的除藻效果_李思敏
高锰酸钾预氧化的除藻效果李思敏1, 王 龙2, 李清雪1, 许吉现1, 张 胜1(1.河北建筑科技学院城市建设系,河北邯郸056038;2.邯郸市自来水公司,河北邯郸056001) 摘 要: 针对邯郸市滏阳河水考察了高锰酸钾预氧化对高含藻源水的处理效果。
结果表明,投加少量高锰酸钾既提高了对藻类的去除率,又降低了出厂水的色度和嗅阈值,效果明显优于传统的预氯化工艺。
关键词: 除藻; 高锰酸钾; 氯化; 氧化中图分类号:TU991.2 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2002)03-0048-03 基金项目:河北省科技攻关项目(98276730) 滏阳河水是邯郸市的主要水源。
近年来,由于上游工业废水和生活污水排放量的增加,滏阳河水呈现富营养化,藻类大量繁殖使水体色度及耗氧量增大并出现异味,致使邯郸市第二水厂在运行中出现了诸如沉淀效果差、药耗增加及藻类堵塞滤池等情况,导致出水余氯及水质下降。
针对上述问题,拟采用高锰酸钾预氧化法除藻。
1 小试以滏阳河水为试验小样,其藻类含量为(1.16～340)×104个/L (优势藻类是硅藻和绿藻)、pH 值为7.2～8.5、浊度为20～49NTU 。
1.1 方法在1000mL 水样中加入一定量的2%聚合铝、氯以及高锰酸钾,模拟实际工艺条件(混合、反应、沉淀等),以300r /min 快速搅拌1min 后以150r /min 中速搅拌3min ,再以50r /min 慢速搅拌10min 、静置15min 后在水面下1cm 处抽取上清液并测定其浊度、余氯、pH 值、总锰及藻类含量。
1.2 结果及分析① 除藻效果高锰酸钾是一种强氧化剂,能够抑制细菌生长,其不同投加量下的除藻及除浊效果见图1。
从图1中可见,在原水中有机物含量较低的情况下,除藻率随着高锰酸钾投加量的增加而提高,出水浊度也随之降低,但试验中可观察到随着投加量的增加,出水色度逐渐增加。
因此在实际操作中要将高锰酸钾的投加量控制在一定范围内(1mg /L 以下较适宜)。
浅谈高铁酸钾在水产养殖中的应用
浅谈高铁酸钾在水产养殖中的应用金刺猬2018-11-24 00:00一、高铁酸钾的化学性质高铁酸钾是20世纪70年代以来开发的一种继臭氧、过氧化氢、二氧化氯之后一种新型水处理剂,它能快速杀灭水中的细菌和病毒,且不会生成三氯甲烷、氯代酚等次级衍生物。
纯高铁酸钾是一种暗紫色、有金属光泽的粉末状晶体,其化学分子式为K2FeO4,热稳定性稍差,溶液的pH对其稳定性的影响很大,当pH值为10-11时非常稳定;当pH值为8-l0时,稳定性有所下降;而当pH<7.5时,稳定性明显下降,其溶液在微酸性(pH值为4-5)条件下很快分解,放出氧气,并析出具有高度吸附活性的无机絮凝剂Fe(OH)3。
干燥或溶于强碱溶液的高铁酸钾,在室温下很稳定,高铁酸钾氧化还原电位在酸性条件下为2.20 V,碱性条件下为0.72 V,是一种比高锰酸钾(1.659 V)和次氯酸盐(1.49 V)更强的氧化剂。
二、高铁酸钾的作用机理首先,从氧化还原电极电位值可以看出,高铁酸盐有很强的氧化能力,可以氧化多种无机、有机物质,如NH3、S2O42-、SCN-、H2S、醇、酸、胺、羟酮、氢醌、苯腙、肟等化合物,并且不会对人类和环境带来任何破坏,是理想、高效、高选择性的强氧化剂;其次,高铁酸根离子在水溶液中还能杀死大肠杆菌和一般细菌,能除去污水中的有害有机物、NO2-及剧毒CN-等;另外高铁酸根离子分解产生的Fe(OH)3可以作为吸附剂,吸附各种阴阳离子,起到很好的净水作用,比目前市场上使用的各种净水剂如明矾、聚合氯化铝、硫酸铁等具有很大的优越性,这些净水剂一般只具单纯的吸附、絮凝功能,脱色、除臭,难以有效降低水体的生物耗氧量(BOD)、化学耗氧量(COD)值,几乎不具备灭菌杀虫效能。
与环保方面通用的氧化剂二氧化锰、高锰酸钾、三氯化铬、重铬酸钾相比,高铁酸钾无重金属二次污染。
与氯制剂相比,高铁酸钾无“三致”作用,不产生二氯甲烷、三氯甲烷化合物,也不产生有异味的氯酚化合物。
高铁酸钾强化PAC去除景观水体中藻类的研究
, 从而减少混凝剂 的用量;
再次高铁酸盐可改善絮体结构, 由于混凝剂的卷扫 网捕作用对絮体的去除效果要优于电中和作用, 投 加高铁酸盐后 , 仅需投加少量的混凝剂即可进入卷 扫网捕阶段 。 2 3 高铁酸钾与高锰酸钾的强化除藻效果比较 高锰酸钾是目前常用的一种预氧化剂 , 试验在 原水 藻类含量 为 1 . 56 ! 10 个 /L、 PAC 投量 为 20
由图 2 可知, 在不同投量下, 高铁酸钾的强化除
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王国华 , 等 : 高铁酸钾强化 PAC 去除景观 水体中藻类的研究
第 26 卷
第 9期
藻效果均优于高锰酸钾 , 且使用高锰酸钾时常存在 紫色残留问题, 相比较而言 , 高铁酸钾更适合作为强 化除藻的预氧化剂。 2 4 高铁酸钾预氧化对絮体结构的影响 一般情况下 , 絮体结构具有分形特性 , 密实絮体 的分形维数较高 , 而体积过大、 分叉多、 松散的絮体 的分形维数较低 , 因此分形维数与絮体的沉降性能 密切相关
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栅藻和颤藻。 1 2 仪器与试剂 仪器: 混凝 搅拌 机; 电子 显微镜 ; 隔 膜电 解槽 ( 阳极为铁, 阴极为铂 ); 旋叶式真空 泵; 抽滤漏斗。 试验中使用未 经提纯的 高铁 酸钾, 纯度为 40 % ~ 50% , 杂质主要是 KOH, 由于其用量较小 , 因此少量 杂质碱不会对水体 p H 造成很大的影响, 基本可以 满足使用要求, 节约了制药成本。 1 3 试验方法 试验步骤如下: ∀ 将原水样置于混凝搅拌杯中 , 投加一定量的高铁酸钾, 在 300 r/m in 下快速搅拌 10 m in ; # 加入一定量的 PAC 溶液 , 在 300 r/m in 下 快速搅拌 30 s 后, 再在 50 r /m in 下慢搅 10 m in, 静 置沉淀 1 h ; ∃ 取上清液加 入鲁哥试 剂, 静 置 48 h 后 , 取底层水样于血球计数板上对藻类进行计数。 2 结果和讨论 2 1 PAC 的除藻效果 9 在原水藻类含量为 2 . 92 ! 10 个 /L 的条件下 , 只投加 PAC, 考察 PAC 的单 独除藻 效果。结果表 明 , 当 PAC 投量 < 40 mg /L 时 , 对藻类的去除率 < 60% , 沉后上清液的藻类含量 > 10 个 /L, 属于高藻 水 ; 当 PAC 投量 > 80 m g /L 时, 除藻效果较好 , 除藻 率提高至 84 % ~ 90 % , 但沉后上清液藻类含量仍大 于 5 ! 10 个 /L; 继续增加 PAC 投量, 除藻效果无显 著提高 , 表明当 PAC 投量增加到一定程度后, 继续
pH值对高铁酸盐复合药剂强化除藻的影响
pH值对高铁酸盐复合药剂强化除藻的影响大多数湖泊、水库、河川属于中碱性水体。
由于一般淡水水体中碳酸系统的缓冲作用，pH值多在6～9之间变化，有时受浮游藻类强烈光合作用的影响，在午后一段时间随着CO2的消耗，水体的pH值升高；半夜以后，光合作用停止，CO2量在水体中增高，pH值降到最低。
但是，如果湖泊、水库发生了水华现象，在强烈的光合作用下，大量的CO2被耗尽，可使pH值急剧升高达到9～10，而一般混凝剂的pH适宜范围则为6.5～7.5。
另外藻类形成的浊度，其组成大多为有机质，电动电位(ζ)约在-40mV以上，具有较高的稳定性，比重小，难于下沉，且藻类自身常粘附在滤料表面，使过滤周期缩短。
尽管能够影响混凝效果的因素很多，但混凝过程中的pH是首要因素，因为pH值直接影响水中胶体浊质和藻类的电荷，控制水中化学反应动力学。
同时pH决定混凝剂的水解速率和混凝剂水解产物的类型、浓度和电荷，控制金属氢氧化物沉淀在水中的溶解度等。
1 试验方法为了保持整个试验研究过程中所用含藻水的有机成分和含藻量相接近，采用由试验室培养的藻类来配制含藻水。
藻类的生长分为适应期、对数生长期、稳定生长期、衰亡期四个阶段，一般在稳定生长期阶段藻类的数量可以在几天内保持不变，而且有研究报导[1、2]，当藻类的浓度达到(102～103)万个/L时，含藻水的混凝过程会受到严重的影响，即藻类浓度增大时絮体形成较晚或数量很多但絮片小，不易长大。
为了使试验结果更具有代表性，选择在镜检发现藻类浓度超过102万个/L时进行试验。
试验含藻水浊度29 NTU，水温28℃，COD Mn＝15.5mg/L，UV254＝0.36，含藻量为8.4×103万个/L。
用6mol/L浓盐酸和6mol/L的氢氧化钠调节水的pH值，在不同pH值条件下研究高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻的效果。
采用DBJ—六联定时搅拌器进行杯罐混凝搅拌试验，将配好的水样分别加入相同体积的烧杯中，投加一定量高铁酸盐复合药剂，以300r/min转速搅拌1min再投加一定量的聚合铝，继续以300 r/min转速搅拌1min，然后以30r/min 慢速搅拌10min，静置20min后在水面下1cm处抽取上清液测定水中的剩余藻类。
高铁酸钾在水处理方面的应用
高铁酸钾在水处理方面的应用高铁酸盐具有很强的氧化性，氧化能力优于氯和臭氧，溶于水中能有效杀灭水中的微生物和藻类，还能氧化分解各种有机、无机污染物，如酚、有机氮、硫化物、氰化物等，而且在整个净化过程中不会产生三氯甲烷、氯代酚等二次污染物[1]。
研究表明，与PAC 单独投加相比，复合高铁酸盐溶液与PAC 联合投加对水体中的氨氮、COD、细菌、浊度、藻细胞等的去除效果更好，且达到同样处理效果所需药剂量少[2]。
与传统水处理剂相比，高铁酸钾不仅能快速杀灭水中的细菌、病毒，而且能去除水中的部分有机物、重金属离子和藻类等污染物，其分解产物Fe（OH）3胶体，可以吸附去除水中有机及无机污染物，对重金属有特殊功效，还能起脱色除臭作用，Fe（OH）3还具有絮凝作用，且对水体无二次污染[3]。
本文旨在对国内外高铁酸钾在水处理方面的应用进行总结，为水处理技术提供理论基础和技术支持。
1 高铁对微生物的去除1．1 杀菌消毒作用高铁酸钾具有强氧化性，加入水体后可破坏细菌的某些结构（如细胞壁、细胞膜）及细胞结构中的一些物质（如酶等），抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成，使菌体的生长和繁殖受阻，起到杀死菌体的作用。
首次发现高铁酸钾具有明显的灭菌作用是在1974 年，试验的两种细菌被完全去除[4]。
少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果，研究表明，质量浓度为10 ～40 mg·L-1 的高铁酸钾在反应5 min 后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀灭率即可达100%，对真菌的杀灭率也高于99．5%[5]。
高铁酸钾对温和气单胞菌（Aeromonas sobria）、河弧菌（Vibrio f lurialis）、弧菌I 组淡水亚组弧菌（Vibrio group I freshwater subgroup）的抑制效果良好，施以高铁酸钾溶液作用1 h 后，对以上两种弧菌亦表现出很强的杀灭效果[6]。
后来的研究证实，高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用，其灭活效率随pH 降低而升高[7]。
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腐殖酸对高铁酸钾预氧化除藻效果的影响马 军, 刘 伟, 盛 力, 李圭白(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090) 摘 要: 利用人工培养的绿藻进行了高铁酸钾预氧化除藻的静态试验,并与单纯硫酸铝混凝除藻效果进行了对比。
结果表明,腐殖酸的存在使单纯硫酸铝除藻效率降低,高铁酸钾预氧化可以大幅度降低腐殖酸对混凝除藻的影响,这也是高铁酸钾具有良好除藻作用的主要原因之一。
为达到同样的除藻效果,预投高铁酸钾可以节省混凝剂用量。
另外,适当地降低pH 值、延长预氧化时间将大大提高高铁酸钾预氧化除藻效率。
关键词: 除藻; 预氧化; 腐殖酸; pH ; 高铁酸钾; 混凝中图分类号:TU991.25 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2000)09-0005-04Effect of Humic Acid on Algae Removal by Pre -Oxidation withPotassium Ferrate (Ⅵ)MA Jun , LIU Wei , SHENG Li , LI Gui -bai(School of M unic .and Environ .Eng .,Harbin Institute of Tech .,Harbin 150090,China ) A bstract : Jar test of pre -oxidation w ith potassium ferrate (Ⅵ)upon algae removal were con -ducted using laboratory cultured g reen -algae .A comparison of the effectiveness of algae removal w as al -so made betw een pre -oxidation with potassium ferrate (Ⅵ)and coagulation -sedimentatio n w ith alu -minum sulphate alone .Results showed that humic acid in the w ater caused the reduction of algae re -moval efficiency coagulated with aluminum sulphate alone .Pre -o xidation with po tassium ferrate (Ⅵ)could reduce sig nificantly the influence of humic acid on alg ae removal by coagulation ,w hich w as one of prim ary reason for the excellent effectiveness on algae removal by po tassium ferrate (Ⅵ).To achieve certain algae removal ,pretreatment w ith potassium ferrate (Ⅵ)could reduce the dosage of aluminum sulphate .In addition ,under the condition of low pH value and a prolong pre -ox idation time ,algae re -moval efficiency of pre -oxidation w ith potassium ferrate (Ⅵ)w as further enhanced . Keywords : algae removal ; pre -o xidation ; humic acid ; pH ; potassium ferrate (Ⅵ); co -agulation 基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(59825106)1 试验方法为消除天然水体中复杂因素的影响,采用人工培养的含藻水进行试验。
取自来水280L ,曝气12h 后,加入培养液及少量藻种,夜间使用白炽灯照明,水温15～18℃,pH 为7.3,培养液采用修改后的克氏培养液及少量土壤渗出液[1]。
经约25d 培养后,水中藻类总数为(3.5～4.2)×108个/L ,pH 为9.1,浊度为20～40NTU 。
由镜检发现水中的藻类全部为绿藻,主要为绿球藻(Chlorococoum )、栅列藻(Scenedesmus )。
中国给水排水2000Vol .16 CHINA WATER &WAS TEWATER No .9采用从英国北部高地水中提取的腐殖酸,称取一定量的腐殖酸固体溶于蒸馏水中,用超声波粉碎,并在50℃水浴中溶解12h ,再以0.45μm 醋酸纤维膜过滤,除去不溶物,定容成储备液备用,使用时加入到含藻水中。
含藻水的pH 值通过加入一定量的盐酸调节。
静态试验在DBJ —621型六联定时搅拌器上进行,将含藻水转移至5个500m L 的烧杯中,投入定量腐殖酸混合均匀。
投加一定量高铁酸钾,以200r /min 的转速搅拌一定时间,再投加一定量的混凝剂[Al 2(SO 4)3·18H 2O ],继续以同样转速搅拌1min ,然后以40r /min 的转速搅拌10min ,静置20min 后在液面1cm 下取上清液用镜检计数法测定水中藻类浓度。
2 试验结果与讨论腐殖酸对硫酸铝除藻效果的影响见图1。
图1 腐殖酸对硫酸铝除藻效果的影响由图1可见,腐殖酸的存在对藻类细胞的混凝去除有明显阻碍作用,3.4mg /L (DOC )的腐殖酸使硫酸铝混凝、沉淀后的水中余藻去除率降低近一倍,并且除藻效率随腐殖酸浓度的增加而明显下降(见图2)。
图2 不同浓度的腐殖酸对硫酸铝除藻效率的影响观察混凝过程中絮体生成情况后发现,有腐殖酸存在的含藻水,投入混凝剂后絮体细小,形成缓慢且不易长大,这说明水中的腐殖酸阻碍了藻类细胞的混凝。
腐殖酸对混凝除藻的阻碍作用可能是因为腐殖酸使水中负电荷密度增加,混凝剂需要中和腐殖酸的表面电荷,然后才表现出混凝作用;或者是由于水中的腐殖酸分子中离子化的酚羟基与混凝剂部分水解的铝离子形成可溶的络合物存在于水中,从而降低了混凝效率,增加了混凝剂投量。
图3为高铁酸钾预处理和单纯硫酸铝混凝沉淀对藻类去除率的对比情况。
图3 高铁酸钾预氧化与单纯硫酸铝混凝除藻效率对比从图3可以看出,无论水中存在腐殖酸与否,高铁酸钾预氧化处理都优于单纯硫酸铝混凝沉淀处理的除藻率,而水中存在腐殖酸时高铁酸钾预氧化处理的除藻优势更加明显,远高于水中不存在腐殖酸的情况,尤其在硫酸铝的投量较低时(图3a )。
随着硫酸铝投量增加,高铁酸钾预处理的除藻优势减小。
硫酸铝投量为9.2mg /L (Al 2O 3)时,高铁酸钾预氧化处理的沉后余藻量(66%)相当于单纯硫酸铝12.3mg /L (Al 2O 3)混凝处理后的除藻水平(70%)。
可见为达到同样的除藻效果,高铁酸钾预氧化处理可以大大降低混凝剂投量。
图4为高铁酸钾预氧化除藻效率随水中腐殖酸浓度(DOC =0.56～5.6mg /L )的变化规律,并与单纯硫酸铝除藻作用进行对比。
图4 不同浓度的腐殖酸对高铁酸钾预氧化除藻效率的影响可以看出,单纯硫酸铝混凝、沉淀的除藻效果受腐殖酸的影响较大,硫酸铝投量为9.2mg /L (Al 2O 3)时,低浓度的腐殖酸(DOC 为0.56mg /L )即可使其除藻率迅速下降,腐殖酸浓度增加,除藻效率继续下降;低投量高铁酸钾(含铁为0.28、0.85mg /L )除藻效率受腐殖酸的影响也很大,高铁酸钾投量为1.4mg /L (Fe )时,腐殖酸对除藻的阻碍作用变得不明显,除藻率曲线随腐殖酸浓度增加下降缓慢。
增加硫酸铝投量,低投量高铁酸钾预氧化的除藻效率曲线也变得较平缓(图4b 、c )。
在试验所选的硫酸铝投量及腐殖酸浓度范围内,高铁酸钾预氧化处理表现出良好的抵消腐殖酸阻碍混凝除藻的作用,这也是高铁酸钾预氧化具有良好除藻作用的重要原因之一。
高铁酸钾预氧化可以消除腐殖酸对混凝除藻的阻碍作用可能是由于以下反应:①高铁酸钾氧化破坏腐殖酸的酚羟基等酸性基团,降低腐殖酸的表面电荷密度,并减少腐殖酸与铝离子的络合;②高铁酸钾在分解过程中形成的带高正电荷的中间产物起到中和腐殖酸表面电荷的作用。
由于高铁酸钾预氧化部分中和了腐殖酸的表面电荷,提高了混凝剂的利用率,从而提高了混凝剂对藻类细胞的混凝去除效率。
水体中滋生藻类时,由于藻体细胞的新陈代谢及光合作用,常常使水体的pH 值有所升高。
这个现象在培养藻类的过程中也曾观察到,水中藻类浓度的增加[(0.007～4.2)×108个/L ],使水的pH 值由7.3升高到9.1。
水的pH 值变化也可能影响高铁酸钾预氧化的除藻效果(见图5)。
图5 不同pH 值下高铁酸钾预氧化的除藻效率从图5可见,水中pH 值的降低对高铁酸钾预氧化除藻效率有促进作用,除藻效率随pH 降低而增高,pH 为7.05时的除藻效率比pH 为9.1时提高12%;当水中加入腐殖酸时,pH 对高铁酸钾除藻效率的影响仍然存在(见图6)。
从图中曲线变化可以看出,低混凝剂投量时,水的pH 值降低,沉后余藻去除率显著升高;混凝剂投量增加,沉后余藻去除率增加量减小。
pH 为7.1、硫酸铝投量为7.7mg /L (Al 2O 3)时的混凝沉后余藻去除率甚至高于pH 为9.1、硫酸铝投量为12.3mg /L (Al 2O 3)时的去除率。
所以,为达到同样的除藻效果,适当降低水的pH 值可以节省混凝剂投量。
上述水的pH 值对高铁酸钾预氧化处理除藻率的影响可能是基于以下几方面原因:①pH 值降低,高铁酸钾的氧化还原电位提高(高铁酸钾的氧化还原电位在酸性条件下为2.2V ,碱性条件下为0.7V ),从而提高了对藻体细胞的灭活作用及对水中腐殖酸的去除作用;②藻类的电荷密度和ξ电位在pH 值为7～8之间最小,易于混凝沉淀;③硫酸铝的最优混凝条件是pH 为5左右,降低水的pH 有利于混凝。
图6 含腐殖酸水在不同pH 值下高铁酸钾预氧化的除藻效率图7为高铁酸钾预氧化的除藻效率随预氧化时间的变化曲线。
当水中不含腐殖酸时,高铁酸钾预氧化在短时间内即可使除藻效率大幅度提高,但延长预氧化时间去除率提高不大。
不同pH 值条件下都表现出同样的规律,说明高铁酸钾对藻类细胞的灭活作用在短时间内即可完成。
当水中存在腐殖酸时,高铁酸钾预氧化的除藻效率随预氧化时间的延长持续升高,在低pH 值条件下(图7c )其规律更加明显。